В данной статье я расскажу как реализовал свою давнюю задумку — наглядное отображение состояния иптв-каналов. Вообще изначально речь шла вообще о мониторинге — например, карта города, на нее расставлены светодиоды (в тех местах где находится оборудование), и глядя на эту карту всегда можно сразу наглядно увидеть — что где сломалось.
Но в моем случае речь идет именно про IPTV каналы.
Каналов этих у нас много, 160 штук почти, это не считая служебных, из которых например мультиплексируются федералка (т.е. берется например канал ТНТ с двух ресиверов расположенных в разных частях города (в идеале хочется конечно вообще из другого города), мультикастом приватными потоками пригоняются в мультиплексор, который уже выдает один публичный мультикаст, при этом при аварии одного из каналов автоматически переключает на резерв.
Естественно мониторинг программными средствами я наладил, т.е. наваял целый комплекс из, например, скриптов, которые пробегают все каналы — подписываются на них, проверяют есть ли ошибки в потоке, не слетела ли кодировка канала, пытается исправить их передергиванием кам-модулей (используется telnet, snmp) просто банально перезагрузка ресивера, если количество сбойнувших каналов идущих с него больше половины, естественно смс-ка мне обо всех значимых событиях. Еще к этому еще и собирается статистика по всей сети с стб-шек, со свичей, какие прошивки у народа, какие приставки, какие каналы и какие конкретно передачи больше всего смотрят люди (очень кстати любопытные данные).
Для наглядности есть программа которая в виде мозаики пробегается по каналам, или держит определенную
часть каналов на экране (все 160 каналов сами понимаете на один экран не умещаются, но 4х6=24 SD канала на компе с хорошим процом/видюхой/сетевухой — вполне реально).
В общем, программно то все это уже есть, но вот чтоб без компьютера и в виде светодиодиков — не было…
И тут я познакомился с Arduinо.
Сами наверно понимаете, к чему это привело.
Поскольку с паяльником я не дружил (да и сейчас не силен — но определенные подвижки уже надеюсь есть) и совсем не дружил с схемотехникой и т.п. — было мне тяжело поначалу (да и сейчас тоже), но в этом ведь и была цель — изучить новое, познать неведомое ранее. Я не буду подробно останавливаться как в процессе узнавал про такие вещи как сдвиговые регистры, озарения, как можно оказывается управлять целой матрицой светодиодов, используя такое явление как «динамическая индикация». Просто расскажу что получилось в итоге (а у меня получилось!).
Итак, я напаял на готовую прототипную плату матрицу из светодиодов 16х10, подключил их через 4 сдвиговых регистра 74HC595. Используется arduino и ethershield на enc28j60 для нее.
Получилось примерно вот такое (картинки кликабельны)
Код для среды разработки с версией 0.22 и библиотеки ethershield версии 1.1.
Уже на данный момент я точно знаю есть поновее, если вдруг захотите повторить — возможно придется адаптировать
#include "etherShield.h" static uint8_t mymac[6] = {0x00,0x80,0x48,0x2d,0xf7,0x25}; // задаем mac-адрес девайса static uint8_t myip[4] = {10,20,30,40}; // ip-адрес 10.20.30.40 #define MYPORT 5555 #define BUFFER_SIZE 500 static uint8_t buf[BUFFER_SIZE+1]; static char number[7]; const byte clockPin = 7; // const byte latchPin = 8; // номера выходов ардуины для записи чисел в регистры const byte dataPin = 9; // const byte NumRegs = 4; // количество сдвиговых регистров const byte NumCols=10; const byte NumRows=16; // паяльщик из меня тот еще - поэтому я старался паять чтоб было удобно, // а все неудобства переложил на программирование // Вобщем я запаял 4 регистра, и к выходам регистров выводил либо строку, // либо колонку // все выходы регистров последовательно (логически) пронумеровал от 1 до 32 // Поскольку мне понадобилось только 26 выходов (10+16) - припаял я ессно не все byte Col_bits[NumCols] = {3,5,7,11,13,15,19,21,23,27}; // вот в этом массиве я указал соотношение колонок // к номеру выхода регистров, т.е. 1-я колонка // светодиодов припаяна к 3 выходу регистров и т.д. byte Row_bits[NumRows] = {32,30,28,26,24,22,20,18,16,14,12,10,8,6,4,2}; // в этом массиве перечислены номера // выходов регистров отвечающих за строки byte Regs[NumRegs]; int reg_n, bit_n, in_r, in_c; //вспомогательные переменные, массивы. //Главное чтоб размер данных не был больше 2кбайт! ;) // массив-матрица состояний сетодиодов byte matrix[NumRows][NumCols]={{1,0,1,0,0,0,1,1,1,1}, {1,0,1,0,0,0,0,0,0,1}, {1,0,1,0,0,0,0,0,0,1}, {1,0,1,0,0,0,0,0,1,0}, {1,0,1,0,0,0,0,0,1,0}, {1,0,1,1,0,0,0,0,1,0}, {1,0,1,0,1,0,0,1,0,0}, {1,0,1,0,1,0,0,1,0,0}, {1,0,1,0,1,0,0,1,0,0}, {1,0,1,0,1,0,1,0,0,0}, {1,0,1,0,1,0,1,0,0,0}, {1,0,1,1,0,0,1,1,1,1}, {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}, {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}, {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}, {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}}; EtherShield es=EtherShield(); void setup() { pinMode(latchPin, OUTPUT); pinMode(dataPin, OUTPUT); pinMode(clockPin, OUTPUT); es.ES_enc28j60Init(mymac); // поднимаем сетевуху es.ES_init_ip_arp_udp_tcp(mymac,myip, MYPORT); // открываем сокет } void loop() { uint16_t plen, dat_p, ptr; while(1) { burn_matrix(); // вызываем функцию которая физически зажигает светодиоды из состояния в // массиве она пробегает и зажигает их колонками (потом гасит). За счет того // что это делается достаточно быстро и часто, человеческий глаз не успевает // заметить что светодиоды гаснут - кажется что они горят постоянно // Здесь стандартно - read packet, handle ping and wait for a tcp packet: dat_p=es.ES_packetloop_icmp_tcp(buf,es.ES_enc28j60PacketReceive(BUFFER_SIZE, buf)); /* dat_p will be unequal to zero if there is a valid request */ if(dat_p == 0) { // no request continue; } // на всякий случаем делаем типа защиту от случайных данных пришедших по сети :) // реагируем только на сообщение начинающиеся на строку "IbZ " if (strncmp("IbZ ",(char *)&(buf[dat_p]),4)==0) { // начиная с 4-байта идут номера светодиодов которые надо зажечь ptr = dat_p+4; for(in_r=0; in_r < NumRows; in_r++) { for(in_c=0; in_c < NumCols; in_c++) { matrix[in_r][in_c] = 0; // сначала все гасим (не физически, а в массиве ;) ) } } // начинаем парсить сообщение - каждый байт - номер светодиода // который надо зажечь, конец сообщения - 0 while(buf[ptr] != 0) { in_r = (buf[ptr]-1) % 16; in_c = (buf[ptr]-1) / 16; matrix[in_r][in_c] = 1; // зажигаем светодиод в матрице ptr++; } } } } void burn_matrix() { // функция для поджигания светодиодов - зажигает 1-ю колонку, гасит ее, // поджигает 2-ю колонку, гасит ее и так далее до 10-й колонки for(int c = 0; c < NumCols; c++) { for(int i = 0; i < NumRegs; i++) { Regs[i]=255; } reg_n = (Col_bits[c]-1) / 8; bit_n = (Col_bits[c]-1) % 8; bitWrite(Regs[reg_n], bit_n, 0); for(int r = 0; r < NumRows; r++) { reg_n = (Row_bits[r]-1) / 8; bit_n = (Row_bits[r]-1) % 8; bitWrite(Regs[reg_n], bit_n, matrix[r][c]); } registerWrite(); delay(1); } } //это функция собственно записи в сдвиговые регистры-тот момент когда зажигаются светодиоды void registerWrite() { digitalWrite(latchPin, LOW); for(int cur_reg = NumRegs-1; cur_reg >= 0; cur_reg-- ) { shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, Regs[cur_reg]); } digitalWrite(latchPin, HIGH); }
Алгоритм простой: если канал перестает работать — сразу видно — начинает гореть и не гаснет светодиод.
Когда канал проверяется — светодиод горит, если все хорошо — светодиод тухнет, т.е. видно как бегает скрипт проверяющий каналы. Он запускается на сервере мониторинга раз в полчаса (на каждый канал уходит чуть больше 8 секунд), приватная федералка проверяется отдельно и здесь не отображается — в планах (к сожалению правда наверно уже неосуществимых :( ) сделать матрицу на большее число светодиодов, запустить несколько серверов мониторинга (распараллелить процесс, чтобы все каналы проверялись каждые 5-10 минут).
Здесь коротенькое видео:
Ну и как принято, примерная стоимость основных использованных материалов (в основном все куплено на ebay/китайшопах):
плата Breadboard Prototype PCB Print Circuit Board 18 x 30 | ~$4 |
160 зеленых светодиодов 3мм | меньше $5 можно найти |
Arduino | ~$16 |
ENC28J60 Ethernet Shield for Arduino Duemilanove/Uno | ~$16 |
4 регистра 74HC595 | ~$3 |
В общей сложности | ~$45-50 |
Автор: IbZ